Дискретный электропривод

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и> 450"30 1

Сава Фвветаиии

Соааливтичввкищ

Рооп Юлий (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 29.09.72 (21) 1832335/24-7 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.11.74. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 03.04.75 (51) М. Кл. Н 02р 7/62

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621.313.13-133. .3-525(088.8) (72) Авторы изобретения

Б. А. Ивоботенко, Н. Ф. Ильинский, В. Н. Попов, В. Г. Прытков, В. П. Рубцов, А. В. Слесарев и П. П. Степанов

Московский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) ДИСКРЕТНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

Известен дискретный электропривод, содержащий шаговый двигатель, коммутатор его обмоток, блок выбора режима работы, блок динамической ошибки и датчик шагов.

Для расширения функциональных возможностей электропривода и повышения его точности, а также упрощения датчика шагов в предлагаемый электропривод введены интегратор-формирователь импульсов, блок измерения времени между импульсом датчика шагов и соответствующим ему импульсом интегратора — формирователя, функциональный преобразователь и имитатор шагового привода по скорости, связанный одним входом с выходом блока динамической ошибки, другим через функциональный преобразователь с выходом блока измерения времени, а выходом через интегратор — формирователь со входами блока выбора режима работы, блока динамической ошибки и одним из входов блока измерения времени, другой вход которого соединен с выходом датчика шагов.

На чертеже приведена структурная схема описываемого электропривода.

Блок 1 динамической ошибки электропривода представляет собой реверсивный счетчик и предназначен для выделения разности между числом шагов, заданных блоком 2 внешней программы, и числом шагов, отработанных шаговым двигателем 3. Блок 4 выбора режима работы связан с блоком 1 и определяет один из возможных режимов работы двигателя — фиксацию, разгон, торможение. Выход блока 4 через электронный коммутатор 5 связан с шаговым двигателем 3, на

5 валу которого установлен импульсный датчик 6. Датчик может быть установлен и на валу исполнительного механизма. Блок 7 представляет собой измеритель временного интервала между двумя импульсами. Один из

10 его входов связан с выходом датчика 6 импульсов, другой — с выходом интегратораформирователя 8. Этот же выход интегратора-формирователя соединен со входами блоков 1 и 4. Выход блока 7 через нелинейный

15 функциональный преобразователь 9 связан со входом имитатора 10, представляющего собой аналоговую или физическую модель шагового привода, либо блок памяти. Другой вход имитатора соединен с выходом блока 1, 20 а выход имитатора — со входом интегратораформирователя 8.

Электропривод работает следующим образом.

25 В исходном состоянии входная информация от блока 2 отсутствует и при неподвижном приводе динамическая ошибка, измеряемая блоком 1, равна нулю. В этом случае блок 1 запрещает работу имитатора 10 и задает в

30 блоке 4 состояние, которое через коммутатор

5 приводит двигатель 3 в режим фиксации.

45030I

3

При поступлении от блока 2 внешней программы команд на вход блока 1 динамической ошибки последний разрешает работу имитатора 10 и блока 4 выбора режима работы двигателя. Блок 4 переводит шаговый двигатель 3 из режима фиксации в режим разгона, а имитатор 10 начинает воспроизводить закон движения шагового привода. На выходе имитатора появляется сигнал, пропорциональный скорости. Этот сигнал интегрируется интегратором-формирователем 8, в результате чего вырабатывается сигнал, пропорциональный текущему углу. Когда сигнал на выходе интегратора достигает уровня, соответствующего шагу двигателя, интегратор сбрасывается в нулевое состояние, после чего процесс интегрирования повторяется. Импульсы, формируемые по фронту сброса интегратора в исходное состояние, поступают на вход блока 1 и через блок 4 на вход коммутатора 5, задавая темп движения двигателя 3 в соответствии с законом изменения выходной величины имитатора 10. Импульсы с выхода интегратора-формирователя 8 поступают также на один из входов блока 7, на другой вход которого подаются импульсы с выхода датчика 6. В блоке 7 измеряется временной интервал между импульсом датчика и импульсом формирователя, номер которого соответствует числу шагов двигателя в угловом интервале между смежными отсчетами датчиками. Появление сигнала на выходе блока 7 свидетельствует о несоответствии законов движения реального привода и его имитатора. Сигнал временной ошибки через нелинейный функциональный преобразователь 9 корректирует закон изменения выходной величины имитатора 10, после чего цикл повторяется.

При высоких требованиях к качеству движения привода имитатор должен как можно более точно воспроизводить закон движения, что достигается использованием в качестве имитатора аналоговой или физической модели привода. Если требования к качеству движения привода ограничены или число шагов двигателя в интервале между смежными отсчетами датчика невелико, то имитатор может быть выполнен в виде блока памяти, в котором уровень выходного сигнала меняется только в моменты коррекции.

Таким образом, в предлагаемом электроприводе информацию о его фактическом состоянии получают не с импульсного датчика, а с имитатора. Дискретность получения этой информации может быть сколь угодно малой, благодаря чему практически снимается ограничение на величину шага двигателя или вала исполнительного механизма. Импульсный датчик обеспечивает лишь периодическое согласование состояний привода и имитатора, осуществляемое со значительно большими дискретами, чем шаг двигателя, что позволяет снизить требования к импульсному датчику по числу импульсов на один оборот.

Рассматриваемая схема может быть использована в электроприводах любого типа с импульсной обратной связью, а также в системах автоматического регулирования, в которых информация о выходной величине может быть получена лишь в отдельные моменты, Предмет изобретения

Дискретный электропривод, содержащий шаговый двигатель, коммутатор его обмоток, блок выбора режима работы, блок динамической ошибки и датчик шагов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей электропривода и повышения его точности, а также упрощения датчика шагов, в электропривод введены интегратор-формирователь импульсов, блок измерения времени между импульсом датчика шагов и соответствующим ему импульсом интегратора-формирователя, функциональный преобразователь и имитатор шагового привода по скорости, связанный одним входом с выходом блока динамической ошибки, другим через функциональный преобразователь с выходом блока измерения времени, а выходом через интегратор-формирователь со входами блока выбора режима работы, блока динамической ошибки и одним из входов блока измерения времени, другой вход которого соединен с выходом датчика шагов.

450301

Составитель Н. Сухоярская

Редактор А. Пейсоченко Техред Г. Дворина Корректор Н. Аук

Заказ 685/11 Изд. Мз 1121 Тираж 722 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2